中國農(nóng)業(yè)氣象 Chinese Journal of Agrometeorology 2020 年 doi 10 3969 j issn 1000 6362 2020 07 002 董曉星 黃松 余路明 等 大跨度外保溫型塑料大棚小氣候環(huán)境測試 J 中國農(nóng)業(yè)氣象 2020 41 7 413 422 大跨度外保溫型塑料大棚小氣候環(huán)境測試 董曉星 1 黃 松 2 余路明 1 李勝利 1 1 河南農(nóng)業(yè)大學園藝學院 鄭州 450002 2 信陽農(nóng)林學院 信陽 464000 摘要 為探明大跨度外保溫型塑料大棚內(nèi)部的小氣候環(huán)境 有效利用該大棚進行生產(chǎn) 周年監(jiān)測了大棚內(nèi)外 的溫度 相對濕度和光照環(huán)境 并對其環(huán)境調(diào)控效果進行分析 結果表明 大跨度外保溫型塑料大棚冬季保 溫性能良好 地溫高且穩(wěn)定 在河南駐馬店地區(qū) 1 月平均室內(nèi)氣溫為 10 9 平均室內(nèi)地溫 12 7 室內(nèi)最 低氣溫 6 8 室內(nèi)最低地溫 12 3 分別較露地高 8 9 和 9 5 夏季棚內(nèi)氣溫和地溫均高于露地 但氣 溫高出幅度較小 棚內(nèi)晴天 透光率為 51 8 67 5 受位于棚頂保溫被卷的影響 白天棚內(nèi)存在一條 2 0 3 5m 寬的移動陰影帶 棚內(nèi)相對濕度大 11 月 翌年 2 月期間 白天和夜間棚內(nèi)相對濕度均接近飽和 在駐 馬店地區(qū) 大跨度外保溫型塑料大棚能基本滿足喜溫類果菜所需的環(huán)境條件 可用于喜溫類果菜的周年生產(chǎn) 具有推廣應用價值 關鍵詞 大跨度 外保溫型 塑料大棚 溫度 濕度 光照 Microclimate Environment Test for Wide span Plastic Greenhouse with External Thermal Insulation DONG Xiao xing 1 HUANG Song 2 YU Lu ming 1 LI Sheng li 1 1 Horticultural College Henan Agricultural University Zhengzhou 450002 China 2 Xinyang Agricultural and Forestry University Xinyang 464000 Abstract Agricultural facilities will be improved to be more large scale simplified lighter and easier to be assembled as facility agriculture production moves towards mechanization and intensification As the most important type of horticultural facility in northern China solar greenhouses are mainly used for the annual production of warm season vegetables However the span of solar greenhouses are mostly 8 10m and the back wall are mainly made of clay or brick All these result in the small cultivation area low efficiency of wall construction and low utilization of land In addition plastic greenhouses have poor thermal insulation property and cannot be used in winter in northern China Therefore neither of these two common facilities can meet the production requirements The large span plastic greenhouses with external thermal insulation property are designed and put into practice The span is extended from 8 12m to 20m and external thermal insulation system is equipped They have a north south orientation steel structure skeleton and bolt connection with the advantages of strong temperature buffering capacity high land utilization rate low production cost and high degree of assembly However the internal microclimate environment is not clear that makes it impossible to produce scientifically In order to find out the microclimate environment in the large span external thermal insulation plastic greenhouse and effectively guide the cultivation The microclimate environment such as temperature ground temperature relative humidity and light conditions inside and outside the greenhouse had been monitored annually And the application prospect of the new 收稿日期 2020 03 16 通訊作者李勝利 E mail lslhc 基金項目 河南省大宗蔬菜產(chǎn)業(yè)技術體系專項 S2010 03 03 第一作者聯(lián)系方式 董曉星 E mail wuxian mige 并列第一作者黃松 E mail 13803862987 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 414 greenhouse had been discussed The calculation showed that new plastic greenhouse had good heat insulating property in winter The average temperature indoor in January was 10 9 and the average ground temperature indoor was 12 7 The lowest indoor temperature was 6 8 and the lowest indoor ground temperature was 12 3 which were 8 9 and 9 5 higher than the open ground In summer the air and ground temperature in the shed was higher than the open field but the raise of air temperature was smaller and the ground temperature was slightly larger The relative humidity in the shed was large which was close to saturation in the day and night during November to following February The light transmittance of the shed was 51 8 67 5 in sunny days There was a moving shadow band of 2 0 3 5m wide The study showed that microclimate environment in the new greenhouse could basically meet the requirements of warm season vegetables In some areas of Zhumadian city large span external thermal insulation plastic greenhouses could basically meet the environmental conditions required for thermophilic fruits and vegetables and could be used for their annual production Key words Wide span External thermal insulation Plastic greenhouse Temperature Relative humidity Light intensity 中國北方主要園藝設施類型是塑料大棚和日光 溫室 塑料大棚土地利用率和建造效率高 可進行 春提前和秋延后果菜栽培 但在北方地區(qū)無法進行 越冬生產(chǎn) 日光溫室是北方最重要的保溫設施 1 可 進行園藝作物的早春茬 秋冬茬和越冬一大茬喜溫 果菜的生產(chǎn) 2 但是 目前生產(chǎn)中常用的日光溫室跨 度多為 8 10m 后墻多為土墻和磚墻 存在栽培面 積小 墻體建造效率低和土地利用率不高的問題 不能滿足溫室結構大型化 作業(yè)輕簡化和建造裝配 化的要求 3 6 為解決上述問題 探索新的園藝設施類型 李勝 利等 7 設計了巨型塑料大棚 發(fā)現(xiàn)通過增大棚室體積 容量 增強其緩沖能力 室內(nèi)溫度較普通塑料大棚可 提高 1 2 1 6 崔世茂等 8 設計了大棚型溫室 建 造成本較日光溫室低 光照條件更好 武瑩等 9 研究 了大跨度非對稱塑料大棚的溫光性能 發(fā)現(xiàn)其冬季最 低氣溫較日光溫室低 2 1 較普通塑料大棚高 16 3 春秋季最低氣溫僅比日光溫室低 0 5 較普通塑料 大棚高 4 0 韓麗蓉等 10 設計了下沉式大跨度大棚 型溫室 在陜西榆林地區(qū) 1 月典型天氣下的氣溫和地 溫均高于日光溫室 建造成本低 種植收益好 但這 些研究主要是基于日光溫室改良的保溫大棚 采用東 西延長的方位 室內(nèi)光照不均勻 8 10 且日光溫室棚 間距大 土地利用率低的問題仍然無法解決 大跨度外保溫型塑料大棚 簡稱 WSTP 大棚 是一種將塑料大棚和日光溫室的優(yōu)勢相結合的新型 農(nóng)業(yè)設施結構 相較普通塑料大棚 跨度由 8 12m 增至 20m 左右 并增加外保溫系統(tǒng) 相較于日光溫 室 WSTP 大棚采用南北延長的方位 全鋼結構骨架 螺栓連接 WSTP 大棚具有溫度緩沖能力強 土地利 用率高 生產(chǎn)成本低和裝配化程度高的特點 適宜 機械化作業(yè) 降低勞動強度 11 但目前有關 WSTP 大棚內(nèi)溫度 濕度和光照等小氣候環(huán)境尚未見報道 無法有效指導生產(chǎn) 本研究對 WSTP 大棚內(nèi)的溫濕 度和光照環(huán)境進行周年監(jiān)測 旨在探明其內(nèi)部溫濕 度和光照環(huán)境特點 了解其調(diào)控效果 以期對 WSTP 大棚的管理和作物生產(chǎn)提供理論依據(jù) 1 材料與方法 1 1 供試大棚概況 供試 WSTP 大棚 大跨度外保溫型塑料大棚 位于河南省駐馬店市某農(nóng)業(yè)園區(qū) 32 95 N 114 50 E 3D 結構如圖 1 所示 采用南北延長的方 位 長 100m 跨度 20m 脊高 5 5m 拱架平均屋面 角 29 底角處屋面角為 71 全鋼架結構 螺栓連 接 中柱采用 100mm 100mm 2mm 鍍鋅方鋼 橫梁 側柱和斜撐采用 60mm 40mm 2mm 鍍鋅方鋼 拱架 采用 75mm 40mm 1 5mm 外卷邊 C 型鋼 幾字鋼 縱向拉桿采用 33 7mm 2mm 的鍍鋅圓管 圖 2 透 明覆蓋材料采用 0 012mm 的乙烯醋酸乙烯 EVA 多功能復合膜 保溫被采用黑色復合輕質(zhì)毛氈保溫 被 兩側卷起 中間堆積 電動收放 大棚的東 西棚面分別設置頂通風口和底通風口 共設 4 處通 風口 通風口面積共 600m 2 棚內(nèi)種植有番茄 常規(guī)栽培方式進行管理 冬 春季節(jié) 溫室夜間放下保溫被進行保溫蓄熱 8 00 8 30 日出后揭開保溫被 17 00 17 30 日落前蓋 保溫被 陰天揭保溫被時間適當推遲 室內(nèi)溫度過 高時 通過溫室頂通風口和底通風口進行通風散熱 第 7 期 董曉星等 大跨度外保溫型塑料大棚小氣候環(huán)境測試 415 1 基礎 Foundation 2 南山墻 South gable 3 北山墻 North gable 4 支撐結構 Supporting structure 5 外保溫系統(tǒng) External insulation system 6 通風口 Vent 圖1 供試大跨度外保溫型塑料大棚 WSTP 3D結構示意圖 m Fig 1 The 3D structure of the wide span plastic greenhouse WSTP m 圖2 供試WSTP大棚支撐結構示意圖 Fig 2 Support structure of the testing WSTP 1 2 性能測試方法 供試大棚內(nèi)小氣候環(huán)境的監(jiān)測指標包括周年室 內(nèi)外氣溫 室內(nèi)外 10cm 地溫 室內(nèi)相對濕度 棚內(nèi) 光照度和陰影寬度 試驗區(qū)建設有 20 棟 WSTP 大棚 按不同收獲期種植番茄 保證周年供應 為減少作 物對監(jiān)測數(shù)據(jù)的影響 當所監(jiān)測溫室內(nèi)作物拉秧后 將儀器移到同一批建造相同規(guī)格的棚內(nèi)進行監(jiān)測 選取大棚內(nèi)距南側 40m 處縱剖面布置測點 測點布 置情況如圖 3 所示 室內(nèi)外氣溫和地溫監(jiān)測采用熱 電偶測溫儀 錦州 CB 0232 每個測點布置 3 個 溫度探頭 相對濕度監(jiān)測使用 3 臺溫濕度記錄儀 華 圖 HUATO HE 173 記錄時間間隔均為 30min 測 試時間為 2018 年 8 月 3 日 2019 年 8 月 1 日 光照 度監(jiān)測使用手持式照度計 SMART SENSOR AS803 在 2018 年 8 月 2019 年 8 月期間的立秋 8 月 8 日 秋分 9 月 22 日 立冬 11 月 7 日 冬 至 12 月 22 日 立春 2 月 4 日 春分 3 月 21 日 立夏 5 月 5 日 夏至 6 月 22 日 前后分 別選擇晴天和陰天 人工測量該剖面 9 個點位 1 5m 高處水平面的光照度 分析不同季節(jié)棚內(nèi)光環(huán)境特 點 在秋分 立秋 冬至 清明 4 個節(jié)氣利用卷尺 實地測量棚內(nèi)陰影位置和寬度 1 3 數(shù)據(jù)處理 使用 Excel 2016 進行數(shù)據(jù)整理及分析 根據(jù)云 量的觀測情況和日照時數(shù) 將試驗期間的天氣類型 劃分為晴天 多云和陰天 12 冬季白天是指 8 30 16 30 夜間是指 16 30 次日 8 30 夏季白天是 指 7 00 19 00 夜間是指 19 00 次日 7 00 2 2 結果與分析 2 1 WSTP 大棚內(nèi)溫度特征 2 1 1 棚內(nèi)氣溫和地溫年變化 統(tǒng)計棚內(nèi)平均溫度 最高溫度和最低溫度的周 年變化如表 1 所示 可以看出 WSTP 大棚內(nèi)最低月 平均氣溫和地溫均出現(xiàn)在 1 月 分別為 10 9 和 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 416 圖3 WSTP棚內(nèi)小氣候測點分布 Fig 3 Distribution of test points in the WSTP 注 表示棚內(nèi)外氣溫和地溫測點 表示相對濕度測點 表示光照測點 Note represents the test points of air temperature at 1 5m height and soil temperature at 10cm inside outside WSTP represents test point of air relative humidity represents the test points of the light intensity 表 1 全年各月棚內(nèi) 外氣溫 T 和 10cm 地溫 T 10 變化 Table 1 Annual variation of air temperature T and soil temperature at 10cm T 10 depth inside outside WSTP in a year 平均 Mean 最低 Min 最高 Max T T 10 T T 10 T T 10 月份 Month 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 8 月 Aug 28 6 27 8 29 4 25 8 23 2 23 5 27 3 27 2 37 4 36 9 30 9 30 2 9 月 Sep 23 6 22 6 26 0 21 8 17 6 15 9 24 5 20 6 34 8 32 4 27 9 22 6 10 月 Oct 19 0 18 5 20 9 16 6 12 7 10 4 20 0 15 8 30 4 28 5 21 7 16 8 11 月 Nov 16 6 11 4 18 5 10 7 12 1 5 3 18 0 10 2 25 6 18 3 18 4 11 12 月 Dec 11 9 4 1 14 5 5 3 8 5 0 57 14 1 5 0 18 8 9 1 14 6 5 3 1 月 Jan 10 9 1 5 12 7 3 1 6 8 2 1 12 3 2 8 19 2 5 4 12 7 2 6 2 月 Feb 11 4 1 9 12 7 4 3 7 4 2 0 12 4 3 8 19 9 6 0 15 6 4 5 3 月 Mar 17 1 10 9 17 6 11 5 10 9 2 5 17 0 9 4 27 4 22 6 17 7 15 2 4 月 Apr 18 8 15 0 19 7 15 7 12 3 6 9 18 8 14 4 28 4 24 3 20 5 17 1 5 月 May 21 9 20 6 21 8 19 0 15 2 12 0 20 7 17 4 30 6 27 2 24 5 21 9 6 月 Jun 26 4 26 8 24 3 22 2 19 8 17 2 23 5 21 2 32 3 32 0 26 0 28 5 7 月 Jul 30 4 29 2 31 2 28 6 22 5 18 3 27 7 27 5 41 6 38 4 35 0 30 7 12 7 分別較露地溫度高 8 5 和 9 6 WSTP 大 棚內(nèi)最高月 平均氣溫和地溫出現(xiàn)在 7 月 分別為 30 4 和 31 2 分別較露地溫度高 1 2 和 2 6 1 月棚內(nèi)日最低氣溫均值和最低地溫均值為 6 8 和 12 3 分別較露地高 8 9 和 9 5 7 月棚內(nèi)日最 高氣溫均值和最高地溫均值為 41 6 和 35 0 分 別較露地氣溫高 3 2 和 4 3 其中 6 月露地地溫 高于室內(nèi)地溫 可能是由于當時園區(qū)室外進行了除 草 室外無植被 造成露地溫度較高 可以看出 棚內(nèi)周年氣溫和地溫始終高于露地 WSTP 大棚冬季保溫性能良好 棚內(nèi)地溫高且穩(wěn)定 夏季室內(nèi)氣溫和室內(nèi)地溫均高于露地 氣溫高出幅 度較小 地溫高出露地幅度大 2 1 2 棚內(nèi)氣候?qū)W季節(jié)劃分 按照氣候?qū)W的季節(jié)標準 13 進行了棚內(nèi)外氣候 學季節(jié)劃分 如表 2 所示 可以看出 棚內(nèi)外 2018 第 7 期 董曉星等 大跨度外保溫型塑料大棚小氣候環(huán)境測試 417 表 2 棚內(nèi)外氣候?qū)W季節(jié)劃分對比 Table 2 Comparison of climatic season division by moving average temperature inside outside WSTP 夏季 Summer 秋季 Autumn 冬季 Winter 春季 Spring 夏季 Summer 日期 Date mm dd 08 03 09 21 09 21 01 06 01 06 02 1 02 11 05 16 05 16 08 03 棚內(nèi) Inside 天數(shù) Days d 49 107 36 94 79 日期 Date mm dd 08 03 09 21 09 21 11 26 11 26 03 16 03 16 05 16 05 16 08 03 露地 Outside 天數(shù) Days d 49 66 110 61 79 注 表中季節(jié)的順序按照數(shù)據(jù)測試順序列出 Note The order of seasons in the table is listed in order of data test 年夏季結束時間相同 棚內(nèi)氣候?qū)W秋季延長至 2019 年 1 月 6 日 相比棚外延遲了 41d 棚內(nèi)氣候?qū)W 冬季在 2019 年 1 月 6 日開始 較露地延遲了 41d 棚 內(nèi)氣候?qū)W春季在 2019 年 2 月 11 日開始 較露地提早 了 33d 棚內(nèi)氣候?qū)W冬季時長僅 36d 較外界減少了 74d 相應地 棚內(nèi)氣候?qū)W秋季和春季分別延長 41d 和 33d 可見 與外界相比 WSTP 大棚能顯著增加 春秋季的時長 減少冬季時長 有利于寒冷時節(jié)進行 設施栽培 2 2 WSTP 棚內(nèi)濕度特征 2 2 1 棚內(nèi)空氣相對濕度年變化 從表 3 可以看出 全天棚內(nèi)平均空氣相對濕度 在 76 0 98 8 變化 其中 11 月 翌年 2 月棚內(nèi) 相對濕度平均為 97 3 白天棚內(nèi)空氣相對濕度周年 變化范圍較大 在 61 8 97 7 變化 其中 11 月 翌年 2 月平均值為 94 8 其它月份棚內(nèi)相對濕度較 低 在 61 8 76 2 之間變化 平均為 66 2 夜 間棚內(nèi)空氣相對濕度全年均較高 在 89 5 以上 平 均為 95 3 其中 11 月 翌年 2 月平均高達 99 8 可見 全天 白天和夜間棚內(nèi)空氣平均相對濕度均 高于露地 11 月 翌年 2 月期間 白天和夜間棚內(nèi)相 對濕度均接近飽和 2 2 2 棚內(nèi)高濕時期葉片沾濕時長 根據(jù)葉面結露 RH 模型 14 15 對棚內(nèi)高濕時期 10 月 翌年 3 月中旬 作物葉片沾濕時長 旬葉片 沾濕時間比進行分析 由表 4 可知 11 月上旬 翌年 2 月下旬白天棚內(nèi)的葉片沾濕時長比在 62 0 100 此階段棚外溫度低 通風不及時 棚內(nèi)白天 葉片沾濕的發(fā)生時間在 60 以上 10 月下旬 3 月上 旬夜間棚內(nèi)的葉片沾濕時長比均為 100 夜間棚內(nèi) 作物葉面均為結露的狀態(tài) 可見 此段時間棚內(nèi)濕 度對作物生長不利 2 3 WSTP 棚內(nèi)光照特征 2 3 1 典型節(jié)氣典型天氣棚內(nèi)光照度日變化 圖 4 和圖 5 顯示了棚內(nèi)立秋 秋分 立冬 冬 至 立春 春分 立夏和夏至 8 個節(jié)氣前后晴天和 表 3 全年各月棚內(nèi) 外空氣相對濕度 變化 Table 3 Variation of relative humidity inside outside WSTP in a year 全天 Whole day 白天 Day 夜間 Night 月份 Month 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 棚內(nèi) Inside 露地 Outside 8 月 Aug 76 3 75 1 64 2 62 0 90 9 85 8 9 月 Sep 78 9 68 6 63 9 59 1 93 8 78 2 10 月 Oct 87 1 55 7 76 2 42 4 98 0 69 0 11 月 Nov 97 5 78 0 95 0 67 9 99 9 88 1 12 月 Dec 98 8 84 5 97 7 77 5 99 8 91 6 1 月 Jan 96 3 83 7 93 0 76 4 99 6 91 1 2 月 Feb 96 7 85 7 93 6 79 4 99 8 91 9 3 月 Mar 80 2 66 4 64 8 54 6 95 6 78 2 4 月 Apr 81 8 72 6 67 3 62 5 96 4 82 8 5 月 May 76 2 58 7 62 8 49 4 89 5 68 0 6 月 Jun 79 3 60 6 68 8 50 6 89 8 70 6 7 月 Jul 76 0 67 1 61 8 57 2 90 5 76 9 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 418 表 4 10 月 翌年 3 月棚內(nèi)葉片結露沾濕時長百分比 Table 4 The proportion of leaf wetness duration every ten days in the WSTP from October to next March 10 月 Oct 11 月 Nov 12 月 Dec 1 月 Jan 2 月 Feb 3 月 Mar 時段 Time 位置 Location 上旬 E 中旬 M 下旬 L 上旬 E 中旬 M 下旬 L 上旬 E 中旬 M 下旬 L 上旬 E 中旬 M 下旬 L 上旬 E 中旬 M 下旬 L 上旬 E 中旬 M 棚外 O 0 0 14 2 7 3 35 2 35 6 4 2 83 8 15 8 26 1 34 3 67 1 18 1 21 8 46 7 12 5 14 0 0 4 白天 Day 棚內(nèi) IN 6 0 47 5 51 0 62 8 93 3 73 9 100 0 86 7 84 3 80 1 83 8 64 6 75 5 88 8 62 0 42 8 4 6 棚外 O 0 0 33 8 10 1 48 1 86 3 37 9 88 0 48 8 52 8 49 5 91 3 33 7 54 2 70 8 66 2 46 8 4 6 夜間 Night 棚內(nèi) IN 82 9 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 65 8 注 旬葉片沾濕時間比 旬內(nèi)結露累計時長 旬時長 100 Note The proportion of leaf wetness duration every ten days cumulative leaf wetness duration in ten days total duration of ten days 100 E is the first ten day of a month M is the middle ten day of a month L is the last ten day of a month O is outside and IN is inside WSTP 圖4 典型節(jié)氣晴天WSTP棚內(nèi)外光照度和透光率的日變化 Fig 4 Diurnal variation of light intensity inside outside WSTP and transmittance of WSTP in sunny day in typical solar terms 圖5 典型節(jié)氣陰天WSTP棚內(nèi)外光照度和透光率的日變化 Fig 5 Diurnal variation of light intensity and transmittance in the WSTP in overcast in typical solar terms 第 7 期 董曉星等 大跨度外保溫型塑料大棚小氣候環(huán)境測試 419 陰天的光照度和透光率 由圖 4 可看出 晴天時 棚內(nèi)光照度和透光率均表現(xiàn)為 8 00 后逐漸增大 12 00 達最大 之后逐漸降低的特點 自立秋開始 各節(jié)氣棚內(nèi)日平均光照度為 80753 73988 46256 25479 290111 59908 72062 84217Lux 平均透 光率分別為 67 3 65 7 54 7 51 8 53 3 53 8 59 4 67 5 立冬 冬至 立春全天內(nèi) 大多時段大棚透光率低于 60 立秋 夏至 立夏 春分則大于 60 從圖 5 可看出 陰天時 自立秋 開始各節(jié)氣棚內(nèi)日平均光照度為 18149 9152 3567 2598 5399 3390 17638 8577Lux 平均透光率 分別為 60 72 71 59 60 44 63 60 可見 棚內(nèi)光照度存在日變化和季節(jié)變化特點 日變化規(guī)律與外界一致 季節(jié)變化方面 冬至日的 光照度和透光率均為最低 棚內(nèi)冬春季節(jié)透光率整 體低于立秋 夏至 立夏幾個節(jié)氣 由于陰天主要 是散射光 大棚透光率的日變化規(guī)律性不明顯 2 3 2 棚內(nèi)保溫被卷陰影位置和寬度 從圖 6 可以看出 白天保溫被卷起后 放置于 大棚頂部 形成一條遮光帶 秋分 立秋 冬至 清明 4 個典型節(jié)氣前后對保溫被卷在棚內(nèi)形成的陰 影位置和寬度進行觀測 由表 5 可見 受太陽運行 規(guī)律的影響 保溫被卷的陰影位置和寬度隨時間和 季節(jié)均會發(fā)生變化 陰影位置隨太陽方位角的變化 而移動 8 00 12 00 陰影位置在大棚西側 12 00 16 00 在大棚東側 秋分和清明節(jié)氣 8 00 前和 16 00 后陰影在棚室外 全天棚內(nèi)陰影寬度在 2 3 5m 區(qū)間變化 可見 上卷下鋪式保溫被收起后在 棚內(nèi)形成一條陰影 但位置會隨著太陽的運行規(guī)律 移動 不會產(chǎn)生靜止不動的 死陰影 圖6 保溫被卷在棚內(nèi)形成陰影的坐標表示法 Fig 6 Coordinate representation of the shadow position of heat preservation roll inside the WSTP 注 X 1 和 X 2 表示保溫被卷起后形成的陰影位置 0 X 1 X 2 20 X 2 和 X 1 的差值為陰影寬度 Note X 1 and X 2 indicate the shadow position of heat preservation quilt roll 0 X 1 X 2 20 The difference between X 2 and X 1 is the shadow width 表 5 四個典型節(jié)氣保溫被卷陰影位置和寬度的日內(nèi)變化 m Table 5 The shadow position and width of the heat preservation quilt roll in four typical solar terms m 立秋 Beginning of autumn 2018 08 01 秋分 Autumnal equinox 2018 09 22 冬至 Winter solstice 2018 12 23 清明 Pure brightness 2019 04 06 時刻 Time X 1 X 2 寬度 Width X 1 X 2 寬度 Width X 1 X 2 寬度 Width X 1 X 2 寬度 Width 8 00 16 5 20 0 3 5 19 5 20 0 0 5 20 0 20 0 0 0 18 9 20 0 1 1 10 00 11 5 14 5 3 0 12 5 15 5 3 0 14 17 5 3 5 12 0 15 0 3 0 12 00 8 5 11 5 3 0 9 0 11 5 2 5 8 5 11 0 2 5 9 0 11 0 2 0 14 00 5 5 8 5 3 0 4 5 7 5 3 0 2 5 5 5 3 0 5 0 8 0 3 0 16 00 0 0 3 5 3 5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 5 1 5 注 0 0 20 0 分別表示部分 全部陰影不在大棚內(nèi) Note 0 0 and 20 0 respectively indicate that some and all shadow is not in the shed 3 結論與討論 3 1 討論 大跨度外保溫型塑料大棚相較普通日光溫室來 說 棚內(nèi)作業(yè)空間大 土地利用率高 成本低 建 造速度快 在河南山東多地都有應用 本研究對 WSTP 大棚內(nèi)溫度進行周年監(jiān)測發(fā)現(xiàn) 1 月 WSTP 大 棚內(nèi)外最低氣溫和地溫差為 8 9 和 9 5 同時期 郜慶爐等在河南省新鄉(xiāng)市監(jiān)測到普通日光溫室內(nèi)外 中 國 農(nóng) 業(yè) 氣 象 第 41 卷 420 溫差為 8 11 8 16 王倩等在河南省滎陽市監(jiān)測到 下沉式日光溫室內(nèi) 1 月平均最低氣溫為 7 35 室 內(nèi)外最低溫差為 12 34 17 可以看出 WSTP 大棚 的保溫能力與普通日光溫室相近 比下沉式日光溫 室略低 園藝設施的主要功能是為作物提供適宜的環(huán)境 條件 其中最重要的是溫度和光照環(huán)境 以喜溫類 果菜為例 番茄定植時要求溫室內(nèi)極端最低氣溫應 保持在 5 以上 10cm 地溫穩(wěn)定在 10 以上 18 WSTP 大棚內(nèi) 1 月平均最低氣溫和地溫分別為 6 8 和 12 4 地溫高且穩(wěn)定 相較氣溫 根際溫度對 整個植株生長的影響更大 根系生長要求比較穩(wěn)定 的根際溫度 即使氣溫超過或低于作物生長的要求 只要有適宜穩(wěn)定的根際溫度 作物生長也不會有太 大的影響 19 番茄的光飽和點為 70000Lux 光補償 點為 2000Lux 冬至前后 WSTP 大棚內(nèi)晴天和陰天 平均光照度為 25479Lux 和 2598Lux 平均透光率為 51 8 對比可看出 WSTP 大棚內(nèi)可進行番茄等喜 溫果菜的周年栽培 結合實際生產(chǎn)經(jīng)驗 試驗 WSTP 大棚內(nèi)進行番茄栽培 冬春茬可于 2 月中下旬定植 6 月下旬拉秧 秋冬茬可于 8 月下旬定植 翌年 1 月 中旬拉秧 利用總時長在 250d 左右 河南地區(qū)日光 溫室番茄栽培時 冬春茬可于 2 月上旬定植 6 月中 旬拉秧 秋冬茬可于 8 月下旬定植 翌年 1 月中旬 拉秧 全年利用總時長在 260d 左右 可以看出 利 用 WSTP 大棚進行一年兩茬的栽培生產(chǎn) 與日光溫 室區(qū)別不大 能夠滿足當?shù)卦O施生產(chǎn)的需求 具有 一定的實用價值 園藝設施作為一種封閉或半封閉的系統(tǒng) 其內(nèi) 部空氣相對濕度較大 WSTP 大棚同樣具有這樣的特 點 10 月下旬 3 月上旬棚內(nèi)夜間作物葉面均為結露 的狀態(tài) 白天葉面沾濕發(fā)生時間也在一半以上 形 成有利于病原侵害的微環(huán)境 20 濕度過高還容易造 成作物徒長 開花結實差 生理功能減弱等 使產(chǎn) 量和品質(zhì)受到影響 這主要是由于這段時間棚內(nèi)溫 度較低 不能大面積開窗通風除濕 所以在栽培生 產(chǎn)管理中應注意相對濕度的調(diào)控 可采用膜下滴灌 栽培行間覆蓋秸稈 白天在保證溫度的前提下盡可 能早地打開頂通風口等方式 多措施結合排除水蒸 氣 降低濕度 3 2 結論 1 WSTP 大棚具有一定的保溫增溫能力 接近 普通日光溫室 晴天棚內(nèi)的透光率為 51 8 67 5 存在一條移動陰影帶 但不會形成 死陰影 該類 大棚能為喜溫類果菜提供必要的環(huán)境條件 可進行 喜溫果菜的周年栽培 具有推廣價值 2 WSTP 大棚內(nèi)相對濕度大 11 月 翌年 2 月 白天和夜間棚內(nèi)相對濕度均接近飽和 生產(chǎn)中要多 措施結合降低濕度 WSTP 大棚仍存在有 41d 的低溫期 若利用該大 棚進行越冬茬栽培 冬季保溫性能仍有待提高 夏 季棚內(nèi)也存在高溫的問